Hiyerarşi Problemine Yeni Çözüm Önerisi: N-doğallık

Parçacık fiziğinin henüz çözülememiş olan problemlerinden biri, doğanın bu temel kuvvetlerinden bazılarının neden diğerlerinden çok daha güçlü olduğunun anlaşılmasını konu alan “hiyerarşi problemi“dir..
Görsel: BellaCielo / Deviantart

Doğada 4 tane temel kuvvet var. Çevremizde gördüğümüz her türlü fiziksel olayın ve ayrıca hem canlılarda hem de cansızlarda gerçekleşen tüm kimyasal ve biyolojik işlemlerin fiziksel temelinde, bu dört kuvvet rol oynuyor. Temel doğa kuvvetleri şunlar:

Kütleçekim Kuvveti
Elektromanyetik Kuvvet
Zayıf Çekirdeksel Kuvvet
Güçlü Çekirdeksel Kuvvet

Parçacık fiziğinin henüz çözülememiş olan problemlerinden biri, doğanın bu temel kuvvetlerinden bazılarının neden diğerlerinden çok daha güçlü olduğunun anlaşılmasını konu alan “hiyerarşi problemi“dir. Kuvvetlerin gücü, kuvvet taşıyıcı parçacıkların kütleleri tarafından belirlenir. Bu aracı bozonların kütleleri ise Higgs boşluk beklenen değeri (İng. vacuum expectation value) tarafından ölçüldüğü şekliyle, Higgs alanı tarafından belirlenir.

Dolayısıyla hiyerarşi problemi, sıklıkla Higgs alanı ile ilgili bir problem olarak ifade edilir. Yani şöyle: Neden Higgs boşluk beklenen değeri, evrendeki en yüksek enerji ölçeklerinden, özellikle de (en zayıf kuvvet olan) kütleçekimin güçlü hâle geldiği ölçekten çok daha küçüktür? Görünürdeki bu uyuşmazlığın açığa kavuşturulması, fizikçilerin en temel ölçekte parçacık fiziğini kavrayışları üzerinde büyük bir değişim yaratabilir.

Farklı Standart Modeller

“Hiyerarşi problemi, parçacık fiziğindeki en derin sorulardan biri ve neredeyse bilinen tüm çözümleri, evrenin farklı bir görünüşüne karşılık geliyor. Doğru yanıtı belirlemek hem kavramsal bir bilmeceyi çözmüş olacak, hem de parçacık fiziği hakkındaki düşünüşümüzü değiştirecek,” diyor Princeton fizikçilerinden Raffaele Tito D’Agnolo.

D’Agnolo ve çalışma arkadaşları tarafından Physical Review Letters dergisinde yayımlanan makalede, araştırmacılar hiyerarşi problemi için bir çözüm önerdi. Yeni çözüm, Standart Model’in çok sayıda (1016 tane kadar) kopyasını içeriyor. Her bir kopya, farklı bir Higgs boşluk beklenen değerine sahip. Bu modelde, evren pek çok bölümden (sektörden) oluşuyor ve her bir bölüm kendi Higgs boşluk beklenen değeri olan kendi Standart Model’ine uyuyor. Bizim bölümümüz, sıfırdan farklı en küçük Higgs boşluk beklenen değerine sahip olanı.

Eğer evrenin en erken dönemlerinde, tüm sektörler kıyaslanabilir sıcaklıklarda ve eşit görünen baskınlık şansına sahiptilerse, neden sıfırdan farklı en küçük Higgs boşluk beklenen değerine sahip olan bizim sektörümüz baskın duruma geldi?

Fizikçiler “reheaton (yeniden ısıtan) alan” adı verilen yeni bir mekanizma öne sürüyor ve bozunurken evreni yeniden ısıttığı şeklinde açıklıyorlar. Reheaton alanın tercihen bozunup, enerjisinin büyük kısmını en küçük Higgs boşluk beklenen değerli sektöre aktarabileceği çeşitli yollar ortaya koyuyorlar. Böylece söz konusu sektör, nihayetinde baskınlaşıyor ve bizim gözlenebilir evrenimiz oluyor.

Önerilen modelde, evren çok sayıda sektöre sahip ve bu sektörlerin her biri kendi Higgs boşluk beklenen değeri olan kendi Standart Model versiyonu ile yönetiliyor. Sıfırdan farklı en küçük boşluk beklenen değerli sektör, bizim Standart Model’imizi içeriyor. (Telif: Arkani-Hamed et al. ©2016 American Physical Society)

N-doğallık

Hiyerarşi problemine önerilen süpersimetri ve ek boyutlar gibi diğer çözümlere kıyasla, fizikçilerin “N-doğallık” (İng. N-naturalness) adını verdiği bu yeni öneri şu açıdan farklı: Çözümün tek dayanağı yeni parçacıklar değil.

Doğallık problemi, kısaca çok büyük kütlelerle çok küçük kütlelerin neden ve nasıl bir arada bulunabildiği ile ilgili. N-doğallığın temel düşüncesi, Standart Model’in N tane (çok sayıda) kopyası olduğu. Büyük N sayısı, teknik doğallık problemini çözüyor. Yeni önerilen çözüm, süpersimetri ve ek boyutlar ile bazı ortak özelliklere sahip. Fakat benzersiz yanlarından biri, çözümün merkezinde yeni parçacıkların değil, kozmolojik dinamiklerin olması.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (2 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

  • Mustafa Şahin 23 Ağustos 2017 - 13:20
  • ”Neden Higgs boşluk beklenen değeri, evrendeki en yüksek enerji ölçeklerinden, özellikle de (en zayıf kuvvet olan) kütleçekimin güçlü hâle geldiği ölçekten çok daha küçüktür?” burada bahsedilen şeyi tam anlayamadım,bir de reheaton alanı anlayamadım.Kısacıkta olsa açıklarsanız çok sevinirim.

  • Mustafa Şahin 23 Ağustos 2017 - 02:33
  • ”Neden Higgs boşluk beklenen değeri, evrendeki en yüksek enerji ölçeklerinden, özellikle de (en zayıf kuvvet olan) kütleçekimin güçlü hâle geldiği ölçekten çok daha küçüktür?” burada bahsedilen şeyi tam anlayamadım.Kısacıkta olsa açıklarsanız çok sevinirim.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv